5. Комбинированные методы.

а) абсорбционно-ректификационная установка позволяет получать из нефтезаводских газов сухой газ (Н₂ + СН₄), этан, этилен, фракции С₃, С₄, С₅.

Схема абсорбционно-ректификационной установки: Крекинг-газ под абсолютным давлением поступает в депро­панизирующий аб­сорбер-десорбер, где углеводороды С₃ и выше абсор­бируются остатком из депентанизатора. Насыщенный абсорбент посту­пает в дебутаниза­тор, с верха которого отбирается фракция С₄; остаток поступает в депен­танизатор, с верха которого отбирается фракция С₅. Неабсорбирован­ный газ из абсорбера-десорбера дожимается компрес­сором 45 ат, сушит­ся в осушителе и поступает в деметанизатор низко­температурной сек­ции, где охлаждение осуществляется за счёт искусст­венного хладагента, а также за счёт продуктов разделения. В этой схеме низкотемпературная секция имеет 4 колонны - в четвёртой пропан от­деляется от унесённой газом фракции С₄.

Современные газоразделительные установки позволяют получать этилен и пропилен концентрации 99,6 - 99,9 % [3].

б) конденсационно-ректификационный способ. Сущность заключается в охлаждении газа под давлением. Тяжёлые углеводороды С₂ и выше конденсируются, а метан и водород остаются в газовой фазе. Этот способ отличается от абсорбционно-конденсационного способом перевода углеводородов в жидкую фазу - при абсорбции это достигается поглощением их жидкими растворителями, при конденсационном методе - охлаждением. Основной аппарат - конденсационно-ректификационная колонна. При этом методе требуется более глубокое охлаждение - применение этанового, а иногда и метанового цикла.

Схема конденсационно-ректификационного способа: Газ под абсолютным давлением 35 ат проходит очистку. Осушку, охлаждается до 20 °C метано-водородной фракцией и поступает в колонну отделения тяжёлых фракций для отделения сконденсировавшихся фракций С₄ - С₅, которые уходят с низа пропан-пропиленовой колонны; отходящие газы с верха колонны отделения тяжёлых фракций охлаждаются в холодильнике до - 23 °C и поступают в колонну предварительной ректификации. С верха колонны продукт уходит в деметанизатор (конденсационно-отпарная колонна), а кубовая жидкость поступает на разделение в этан-этиленовую колонну. В деметанизаторе сухой газ (СН₄ +Н₂) отделяется от этана и этилена, его используют как источник холода и выводят из системы. Этан и этилен с низа конденсационно-отпарной колонны поступают в этиленовую колонну вместе с верхним погоном этан-этиленовой колонны. Продукт с низа колонны отделения тяжёлых фракций вместе с кубовым остатком этан-этиленовой колонны направляется в пропан-пропиленовую колонну, где с верха отводится фракция С₃, а с низа - фракция С₄ - С₅.

В этиленовой колонне отделяется этан от этилена; оба углеводорода вначале используются как хладагенты, а затем выводятся из системы. Этан идёт на пиролиз. А этилен - в цехи гидратации, алкилирования бензола и полимеризации для получения полиэтилена [3].

Исходя из двух вышеизложенных комбинированных методов разделения углеводородных смесей по экономическим показателям следует отметить:

- Что для осуществления метода абсорбции с низкотемпературной ректификацией требуется больше пара, чем для осуществления низкотемпературной конденсации и ректификации.

- Однако в конденсационно-ректификационном способе требуется более сложная теплообменная аппаратура и более сложная схема утилизации тепла и холода (соответственно дополнительные затраты на хладагент, но мы можем их избежать используя в качестве хладагента МВФ с начальной температурой .).

- Эксплуатационные и капитальные затраты примерно одинаковы [3].

- При абсорбции с низкотемпературной ректификацией неизбежны дополнительные затраты на абсорбент, что экономически не выгодно.

- При абсорбции с низкотемпературной ректификацией при выделении МВФ неизбежны примеси углеводородов с температурой кипения, которых выше чем МВФ. Из этого следует, что метод предпочтителен для смесей с небольшим содержанием МВФ. В противном случае если смесь будет содержать относительно много МВФ, при выделении её мы будем терять драгоценные углеводороды, что экономически не выгодно.

б). выбор и обоснование технологии проектируемого процесса.

В качестве основного метода разделения выбран комбинированный конденсационно-ректификационный способ, который в настоящее время является наиболее распространенным. Следует отметить, что для осуществления процесса абсорбции с низкотемпературной ректификацией требуется больше пара (который сам по себе недёшев), чем для осуществления процесса конденсации с низкотемпературной ректификацией. Кроме того, процесс низкотемпературной ректификации термодинамически более выгоден, чем процесс абсорбции, и аппаратурное оформление его проще. Достоинством способа является также экономическая эффективность установок. Конденсационно-ректификационным способом можно получать олефины высокой концентрации, а так как в качестве целевого продукта я буду выделять пропилен, то, исходя из характеристик способов, для своей смеси газов выбран конденсационно-ректификационный способ разделения.